冯天魁

冯天魁二极管基本应用电路-辛巴开源设备

冯天魁??我们知道普通二极管具有单向导电性，我们利用它的这一特性就可以实现整流、防反接、钳位保护、续流等功能。下面我们就分别介绍这4种典型应用电路。
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整流
??整流就是利用二极管的单向导电性，将交流电转换成脉动直流电。如下图所示，先将4个二极管两两串联，然后再将串联好的二极管并联，就形成了一个整流桥。当交流电在正半周时电流从1脚出发，经D1、RL、D3后，流到2脚。在交流电的负半周时电流从2脚出发，流经D2、RL、D4后，流到1脚所示。我们不难发现电流流经负载RL的方向始终是从上向下，将原来的双向交流电经D1~D4整流为单向直流电。

?当然，这时的直流电还只是脉动直流电，要想得到平稳干净的直流电还需要滤波稳压等步骤，这就不在本次讨论范围了。这时如果负载RL阻值无穷大，相当于开路状态时，RL两端电压为√2 倍的交流电压，VCC=√2ei 。
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防反接
图2a和图2b分别为两种防反接保护电路。
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在图2a中，电路正常工作时，二极管D1反向截止不导通，同时保险丝不会被熔断；当输入端正负极接反时候，D1导通，此时的电流很大，保险丝熔断，电路被切断，后面的电路被保护。此电路的缺点是需要增加一个保险丝，且在正负极接反后需要更换熔断的保险丝。优点是正常工作时F1两端压降几乎为0，特别适合在需要低压差条件下工作的电路，如果如干电池供电电路。
在图2b中，电路正常工作时，二极管D2导通，电路正常工作。当输入正负极接反时D2反向截止，保护后面的电路。此电路的优点是电路简单，输入电压接反后不需要更换元件，更正接线后电路即恢复正常。缺点是D2两端有0.7V左右的导通压降。
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钳位保护
图3为钳位保护电路。当D1和D2为普通硅材料二极管时，它们的正向导通压降为0.7V，我们假设VCC大于VEE两倍的正向导通压降，即VCC-VEE>1.4V。当Vin>VCC+0.7V时，D1导通，D2截止，Vout=VCC+0.7V。当Vin<VEE-0.7V时，D2导通，D1截止，Vout=VEE-0.7V。所以无论Vin如何变化，Vout都会保持在VEE-0.7V至VCC+0.7V之间。好像电压被钳在这个位置处，所以该电路叫钳位保护电路。

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续流
?当电路中需要控制感性元件开关时，比如继电器、电磁阀、电感等元件，就需要用到二极管续流。图4a为一个典型继电器控制电路。当Q1打开时，继电器中的电感线圈充电，K1闭合（K1与后面的阐述无关）。当Q1关闭时，由于继电器线圈中已经储存了一定的电能，此时就会释放这些电能。由于Q1关闭时间一般非常短暂，继电器中的电能在非常短的时间内释放就会在线圈两端产生一个非常高的反向电压，这个电压会远远高于VCC。因为Q1已经关闭，所以阻抗非常高，此时这个感生高压就会作用在Q1的CE两端，造成Q1被击穿。
我们如果在VCC和Q1的集电极处放置一个二极管D1，如图4b，此时产生的感生电压与原来VCC相反，所以感生电流可以从线圈5脚处经D1流向4脚处，将电流释放掉。由于感生电流在线圈内的流向与原来Q1闭合时的流向相同，所以此时的二极管被称为续流二极管。它能够有效保护Q1，所以也被称为保护二极管。


以上就是常用的硅材料二极管的四种基本应用。二极管中还有很多其它特殊应用的二极管。如用锗材料二极管，常用在收音机及无线电方面，做无线电信号检波用，所以也叫检波二极管。还有稳压二极管，变容二极管，发光二极管等。感兴趣的同学可以自己去了解一下。
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